Local de pouso do Chang'e

Astronomia da Natureza (2023)Cite este artigo

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Para responder a questões sobre as múltiplas dicotomias lunares lado próximo-lado distante e para fornecer novos insights sobre a história do impacto inicial do Sistema Solar e a evolução geológica da Lua, a zona de pouso Chang'e-6 (CE-6) foi selecionada situar-se na bacia lunar do Pólo Sul-Aitken (SPA), na parte sul da bacia Apollo (150–158° W, 41–45° S), um local que fornece acesso a uma diversidade de material SPA. Aqui, descrevemos a geomorfologia, geologia e cronologia de três locais candidatos de amostragem dentro desta zona que provavelmente garantirão pouso e amostragem seguros. As características geológicas indicam que o CE-6 deverá coletar fragmentos de material ejetado do SPA do lado lunar, possível material do manto e material basáltico jovem (cerca de 2,40 Gir-anos) e/ou antigo (cerca de 3,43 Gir-anos), todos de que fornecerá orientações importantes para a futura coleta de amostras in situ do lado distante e aprofundará nossa compreensão da evolução da Lua.

A bacia Pólo Sul-Aitken (SPA), localizada no lado oculto lunar, é consistentemente classificada como o local de maior prioridade para retorno de amostras na Lua devido à sua combinação única de localização no lado oculto, tamanho extremamente grande, idade muito antiga (mas desconhecida), anomalias de composição interior e localização de uma ampla faixa etária de vulcanismo de égua pós-SPA. As impressionantes assimetrias lunares entre o lado próximo e o lado distante foram registradas em diferenças na espessura da crosta, idade geológica das unidades e características da superfície, estrutura térmica, geoquímica global, abundância de elementos radioativos de superfície, natureza dos terrenos, tamanho e abundância de bacias de impacto, estrutura crustal fundamental e composição e cronologia. Apesar dessas assimetrias pronunciadas e enigmáticas entre o lado próximo e o lado distante, as questões fundamentais que elas levantam permanecem sem solução devido à falta de amostras in situ retornadas do lado oculto lunar. Essas questões incluem 1,2,3,4,5,6,7,8: qual é a composição e estrutura da crosta terrestre do lado lunar? Qual é a composição do manto lunar? Quais são as idades de formação das principais bacias de impacto distantes e/ou membros? Qual é a origem do terreno Procellarum-KREEP próximo e quais são as implicações para a história lunar inicial? Qual é a mineralogia, geoquímica, cronologia e modo de erupção dos basaltos do mar no lado oculto lunar? A enorme extensão da bacia SPA (cerca de 2.400 km de diâmetro) significa que serão necessárias muitas missões humanas e/ou robóticas de recolha de amostras para abordar todas as principais prioridades de amostragem relacionadas com estas questões (por exemplo, 1–3). No entanto, a recente amostragem robótica de solos lunares (Chang'e-5) demonstrou claramente que menos de 2 kg de solo lunar devolvido podem efetivamente amostrar e caracterizar uma vasta região e resolver muitos problemas científicos pendentes. Como primeiro passo em uma campanha internacional de devolução de amostras da bacia SPA, a missão CE-6 da China optou por pousar na parte sul da bacia do anel do pico Apollo de 490 km de diâmetro que se formou dentro da bacia SPA, material ejetado da bacia SPA escavado, terras altas do lado oposto e possivelmente material do manto, e que contém vários depósitos de mares pós-bacia de diferentes idades. Assim, os depósitos ejetados e interiores da bacia Apollo fornecem acesso a locais de pouso que são altamente prováveis ​​de conter uma série de fragmentos que ajudarão a caracterizar as principais características cronológicas e de composição da SPA e do lado oculto lunar, e ajudarão a esclarecer questões e destinos específicos. para missões futuras (veja as Informações Suplementares para uma breve descrição e a seleção do local de pouso da missão CE-6).

A atual zona de pouso é determinada tanto por restrições de engenharia quanto por questões científicas, situando-se na metade sul da borda da bacia Apollo, no interior nordeste da bacia SPA (Fig. 1). SPA é a maior bacia de impacto (cerca de 2.400 km), mais profunda (cerca de 6,2-8,2 km) e mais antiga (cerca de 4,3 Gyr) conhecida na Lua9,10,11,12. Estudos de modelagem numérica sugerem que a bacia da SPA pode ter sido escavada a profundidades que atingiram o manto lunar3,13, e é provável que o material ejetado derivado do manto da SPA tenha sido diluído, obscurecido e redistribuído por processamento geológico posterior6,14. No entanto, a composição material da superfície da bacia da ZPE é única, apresentando anomalias de ferro e tório, bem como mineralogia dominada por piroxênios4,6,15. A SPA foi dividida em quatro anéis mineralógicos aproximadamente concêntricos4. Do anel interno para o externo, a composição do piroxênio mostra uma tendência de piroxênio ligeiramente rico em Ca e Fe para Mg-piroxênio, e uma tendência decrescente na abundância de piroxênio e aumento na abundância de plagioclásio.